建筑材料学报杂志

建筑材料学报杂志2025年第10期

• 污泥热处理产物对水泥水化和强度演化的影响

  孙传博，陈新，汪凯凯，汪军，李江山

  探究了市政污泥生物炭（SBC）和污泥焚烧灰（ISSA）协同取代普通硅酸盐水泥时复合浆体的强度演化规律和水化机制。结果表明：2%SBC和10%ISSA的协同取代使复合净浆的28 d抗压强度提高了17.5%；在新拌净浆水化方面，生物炭能够促进高取代量焚烧灰的早期水化，而焚烧灰能够在水化中后期通过火山灰反应大幅提升体系强度；在水化产物方面，生物炭和焚烧灰能够促进复合净浆中碳铝酸盐和高聚合度水化硅（铝）酸钙凝胶的形成，有助于填充浆体中的纳米孔隙。

• 改性橡胶增韧再生骨料混凝土高温后抗压性能

  冯万辉，黎锦豪，陈垚，杨飞，杨永民

  探究了改性橡胶增韧再生骨料混凝土（MRRAC）在25~600 ℃下质量损失、抗压强度损失及韧性等力学性能的劣化规律。通过扫描电子显微镜（SEM），深入分析了MRRAC在微观尺度下的高温损伤机制。结果表明：采用质量分数为10%的氢氧化钠溶液对橡胶颗粒进行预处理可显著提升再生骨料混凝土的高温抗压强度和韧性，其中在450 ℃下加热后试件抗压强度较未处理组提升了58%。基于再生骨料替代率和橡胶掺量等关键参数，建立了MRRAC抗压强度残余率的预测模型；揭示了橡胶颗粒在高温下的作用机制，即橡胶的软化和分解在混凝土内部形成孔洞结构，有效拓宽了内部自由水和结合水的释放通道，通过降低混凝土内外压力梯度显著缓解了高温损伤。

• 硫酸盐侵蚀对水泥基材料物相组成及孔结构的影响

  温勇，孙晓燕，赵瑞翔，邢文泽，梁靖彦

  采用X射线衍射、压汞法及热力学模拟等手段，研究了硫酸盐侵蚀对水泥基材料力学性能、物相组成及孔结构的影响。结果表明，侵蚀120 d后，水泥基材料膨胀性侵蚀产物如钙矾石的形成加速，引起其宏观与微观特性的显著变化：抗压耐蚀系数由增长转为下降，质量损失加剧；水灰比越高，侵蚀产物越多，且主要积聚在10~100 nm过渡孔中；侵蚀产物膨胀后造成过渡孔孔隙结构破坏，数量减少，平均孔径增大，即从120 d时的45.31 nm显著增大至180 d时的78.79 nm，并使得水泥基材料在180 d后严重劣化。

• 砂浆表面自愈丙烯酸涂层的制备与性能研究

  周宇，田凯文，孙培富，刘皓，李绍纯

  通过正交试验法，探究丙烯酸酯单体配合比及功能基团对丙烯酸涂层性能及水泥基材料防护效果的影响。采用傅里叶红外光谱（FTIR）和拉曼光谱等表征手段，同时结合接触角、附着力及抗氯离子渗透等测试，评估不同配方丙烯酸涂层的综合性能。结果表明：引入脲基后丙烯酸涂层与砂浆表面形成氢键，附着力增强并赋予其自修复能力；在50 ℃下干燥20 min后丙烯酸涂层试样划痕完全愈合，接触角高达106.3°，附着力最大值为4.4 MPa； 甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯和甲基丙烯酸甲酯协同作用可有效降低氯离子的渗透。

• 察尔汗盐湖腐蚀混凝土的长龄期损伤劣化规律

  孙菁楠，余红发，吴成友，谭永山，麻海燕

  针对青海察尔汗盐湖盐渍土地区混凝土的腐蚀问题，通过测定暴露8 a后高性能混凝土（HPC）的动弹性模量和抗压强度，研究了相对动弹性模量、抗压腐蚀系数与28 d抗拉强度之间的相互关系，并结合水胶比、矿渣掺量对于HPC抗盐卤性能进行了二元相关性分析，最后分析了碳化深度和28 d抗压强度之间的相关性。结果表明：在盐卤环境中，HPC抗腐蚀性能随着28 d抗压强度的降低而减弱；HPC发生腐蚀破坏的相对动弹性模量临界值是0.80，并不是传统理论认为的0.60；水胶比低于0.33、矿渣掺量超过26%、且碳化深度控制在20 mm以下均能保证HPC较高的抗盐卤腐蚀能力。

• 氯盐侵蚀-外加电流耦合作用下TRC抗拉限裂性能研究

  贾满全，许永刚，李世昌，尹世平，郑嘉淼

  为提高氯盐侵蚀-外加电流耦合作用下纤维编织网增强混凝土（TRC）的抗拉限裂性能，首先，通过抗压和抗折试验研究了复掺碳纤维和石墨后TRC基体细粒混凝土的力学性能；然后，通过单轴拉伸试验研究了纤维编织网层数和试件厚度对TRC抗拉限裂性能的影响；最后，对碳纤维进行微观分析。结果表明：复掺碳纤维和石墨可有效提高细粒混凝土的抗拉强度；增加纤维编织网层数可显著提升TRC的抗拉性能并改善裂缝发展，增大试件厚度对其拉伸性能和裂缝形态影响不大；未直接外加电流的碳纤维单丝表面光滑完整，而直接外加电流的碳纤维单丝出现断裂。

• 协同3D打印砂浆层间结构的孔隙特性

  邢昌祥，杨钱荣

  通过协同打印的方法制备了打印层层间增强的3D打印砂浆（3DPM）试件，采用X射线计算机断层扫描（X-CT）技术，研究了增强材料、界面类型（普通界面、增强界面、锯齿界面、增强-锯齿界面）和打印时间间隔对3DPM层间结构及其孔隙分布的影响。结果表明，同时引入自密实增强材料和增加锯齿界面的复合增强效果最显著，能够有效减少3DPM层间孔隙和打印冷缝，提高3DPM试件的均一性。

• 氧化石墨烯涂层/钢基体系统界面结合性能

  王一平，谢增奎，常中权，陈骁，刘鑫

  采用试验和有限元模拟方法研究了不同氧化石墨烯（GO）含量的涂层/钢基体系统在海洋环境下的界面结合性能。结合数字图像相关法（DIC）的拉伸试验，分析氧化石墨烯涂层的断裂强度、断裂韧性和界面剪切强度，并使用有限元方法模拟涂层/钢基体系统的涂层表面与界面裂纹开裂过程。结果表明：随着GO含量的增加，GO对涂层/钢基体系统界面结合性能的提升效果先增强后减弱；含量为0.3%的氧化石墨烯涂层在腐蚀后具有最优的界面结合性能；GO的添加对系统界面结合性能中涂层韧性的提升最为显著。

• 有机质和固化材料对固化污泥回填材料性能的影响与机理

  水亮亮，郑晓光，戴腾，陈亚杰，谭学军

  通过开展无侧限抗压强度、物相组成、微观形貌分析和重金属含量测定等试验，研究了有机质含量和固化材料类型对固化污泥回填材料性能的影响与机理。结果表明：有机质对水泥和污泥固化剂的固化效果均有显著抑制作用；污泥固化剂固化污泥7、28 d无侧限抗压强度分别为水泥固化污泥的3.0~4.2、3.1~4.5倍；与水泥固化污泥相比，污泥固化剂固化污泥生成了更多钙矾石晶体，其对污泥颗粒间隙挤密填充，并结合水化硅酸钙凝胶对污泥颗粒的胶结作用，显著提高了固化污泥的密实度，且对污泥中重金属的稳定效果更佳；固化污泥作为路基回填材料，强度满足规范要求，污染风险低。

• 高早强无碱无氟液体速凝剂的制备及其水化机理

  王林，郝晨晨，舒春雪，张东岩，郭宏

  以聚合硫酸铝、二乙醇胺和乙二醇等为主要原材料，叠加增强组分和稳定组分，制备了一种高早强无碱无氟液体速凝剂（HEFLA），并采用水化热、热重分析及X射线衍射等手段分析了HEFLA对水泥水化进程和水化产物的影响。结果表明：当HEFLA掺量为水泥质量的7%时，水泥净浆的初凝、终凝时间分别为2.50、7.42 min，水泥胶砂6 h、1 d抗压强度分别为1.5、12.4 MPa；HEFLA的掺入促进水泥迅速水化生成钙矾石（AFt），提高了水化放热速率和总水化放热量，并消除了水化诱导期，使水化加速期提前，形成的水化产物中AFt较多，单硫型水化硫铝酸钙（AFm）相对较少，且AFm形成延后。

• 基于MMA浸渍-聚合的再生粗骨料复合改性

  范玉辉，王鹏辉，台悟生，徐平，李艳

  为了改善再生混凝土性能差、性能离散性较大的问题，采用水泥浆裹浆+甲基丙烯酸甲酯单体（MMA）浸渍-聚合的方法对再生粗骨料进行改性，研究了水灰比和MMA聚合温度、聚合时间、聚合环境等对MMA复合改性效果的影响。结果表明：当水灰比为0.5，浸渍时间为24 h，聚合温度为70 ℃，密封环境下聚合时间为24 h时，再生粗骨料的改性效果最好；MMA复合改性后再生粗骨料的吸水率下降了70.3%，压碎指标下降了41.9%，孔隙率下降了83.1%，最可几孔径由62.50 nm降到了5.93 nm，有害孔和多害孔的含量下降了74.9%；当再生粗骨料取代率为33%、66%和100%时，MMA复合改性再生粗骨料混凝土的28 d立方体抗压强度相较于普通再生粗骨料混凝土分别提高了5.9%、9.5%和12.7%，28 d轴心抗压强度分别提高了4.1%、9.1%和14.1%，MMA复合改性再生粗骨料显著提高了再生混凝土的力学性能。

• 高强珊瑚砂水泥基灌浆材料的制备与早期膨胀性能

  韩宇栋，侯东旭，李威，岳清瑞，韩红卫

  研究了珊瑚砂最大粒径、水胶比及微珠掺量对高强珊瑚砂水泥基灌浆材料性能的影响，并探究了早强剂、塑性膨胀剂对其48 h内竖向膨胀率全曲线的影响。结果表明：高强珊瑚砂水泥基灌浆材料的强度随着珊瑚砂最大粒径的减小先增高后降低，超早期缓凝现象较明显；早强剂与塑性膨胀剂的组合可实现超早期竖向膨胀率的可控发展；在本研究范围内，当珊瑚砂最大粒径为1.25 mm，水胶比为0.24，微珠掺量为30.00%，早强剂、塑性膨胀剂掺量分别为1.00%、0.06%时，高强珊瑚砂水泥基灌浆材料性能表现相对最优。

• 热解炭黑/C9石油树脂复合改性沥青自愈合性能

  李旭，王永宝，王浩宇，张晓雷，聂云靖

  为改善热解炭黑（PCB）和C9石油树脂（C9PR）复合改性沥青的低温及自愈合性能，制备了废旧轮胎PCB与C9PR复合改性沥青；依托复数模量、相位角、车辙因子和疲劳因子分析了改性沥青的高、低温流变性能；采用响应面法优化了改性沥青的自愈合影响因素参数。结果表明：掺加PCB和C9PR增强了沥青的高温性能，其高温流变性能随着C9PR掺量的增加而增加；复合改性沥青的低温流变性能随着C9PR掺量的增加先增加后降低，且C9PR掺量为2%时的低温流变性能最好；复合改性沥青的最佳自愈参数为损伤程度65.49%、愈合温度47.64 ℃和愈合时间44.6 min。

• 钢渣中Fe3O4含量及惰性矿物含量的测定

  侯新凯，樊晓淇，王颖，黄树森，王向锋

  采用稀硝酸溶解钢渣测定其Fe₃O₄含量时，残渣中非晶相和耐火材料杂质（FR）的物理分离较困难。本文提出将稀硝酸溶解后的残渣在NaOH溶液中于90 ℃下反应1 h以完全溶解非晶相，得到二次残渣S₁₂。对S₁₂有2种处理方式：用溶解法去除Fe₃O₄，拆分测定Fe₃O₄和FR的含量；或将测得的Fe含量换算成Fe₃O₄含量。采用乙二胺四乙酸二钠（EDTA）-三乙醇胺（TEA）-二乙胺（DEA）法测定钢渣中惰性矿物含量时，残渣中铁酸二钙（C₂F）残留率较高且FR分离困难；采用pH值为12.9的EDTA-TEA复合络合法时，残渣中无C₂F残留，此时扣除已知FR含量即可得到惰性矿物含量。